王可欣 馬心迪 劉劍

摘要：肝型脂肪酸結合蛋白（FABP1）屬于脂肪酸結合蛋白（FABPs）家族的成員之一，是肝臟中唯一表達可結合長鏈脂肪酸的胞質蛋白，在脂肪酸的吸收、轉運等過程中發(fā)揮重要作用。近年研究表明FABP1表達異常與脂代謝異常相關疾病密切相關，同時其表達異常與腎臟疾病、藥物性肝損傷及惡性腫瘤等亦有一定的關系。本文主要對FABP1的結構、功能及其和肝臟疾病、腎臟疾病、糖尿病及腫瘤的關系進行綜述，旨在為臨床相關疾病的防治提供新的治療靶點和治療策略。

關鍵詞：肝型脂肪酸結合蛋白;肝損傷;惡性腫瘤;腎臟疾病;糖尿病

Abstract：Liver-type fatty acid binding protein （FABP1） is a member of the family of fatty acid binding proteins （FABPs）， it is the only cytoplasmic protein in the liver that can bind long-chain fatty acids and plays an important role in fatty acid absorption and transport. Recent studies have shown that abnormal expression of FABP1 is closely related to diseases related to abnormal lipid metabolism， and that abnormal expression is also related to kidney disease， drug-induced liver injury and malignant tumors. This article mainly reviews the structure and function of FABP1 and its relationship with liver disease， kidney disease， diabetes and tumor， and aims to provide new therapeutic targets and treatment strategies for the prevention and treatment of clinically related diseases.

Key words：Liver-type fatty acid binding proteins;Liver injury;Malignant tumor;Kidney disease;Diabetes

脂肪酸結合蛋白（fatty acid-binding proteins，F(xiàn)ABPs）是多基因家族編碼的一類相對低分子質量（14～15 kD左右）的胞漿蛋白，含125～134個氨基酸，可作為脂肪分子伴侶參與細胞內脂肪酸分子轉運及其他信號傳導過程[1，2]。目前已發(fā)現(xiàn)至少9種FABPs，根據它們的主要結構和首次被分離出來所在的組織分類，可分為肝型脂肪酸結合蛋白（L-FABP，F(xiàn)ABP1）、小腸型脂肪酸結合蛋白（I-FABP，F(xiàn)ABP2）、心型脂肪酸結合蛋白（H-FABP，HABP3）、脂肪型脂肪酸結合蛋白（A-FABP，HABP4）、上皮型脂肪酸結合蛋白（E-FABP，HABP5）、回腸型脂肪酸結合蛋白（I1-FABP，HABP6）、腦型脂肪酸結合蛋白（B-FABP，HABP7）、髓磷脂型脂肪酸結合蛋白（My-FABP，HABP8）和睪丸型脂肪酸結合蛋白（T-FABP，HABP9）[3]。FABPs參與細胞內脂質代謝，如脂肪酸的攝取、轉運、氧化、脂質合成、儲存及代謝等過程，并在核受體調控中發(fā)揮重要作用，其中肝型脂肪酸結合蛋白（FABP1）是最早克隆并純化的FABP家族成員，近年來研究表明FABP1表達異常與脂代謝異常相關疾病，如脂肪肝、高脂血癥及2型糖尿病等密切相關，同時其表達異常與腎臟疾病、藥物性肝損傷及惡性腫瘤等亦有一定的關系。本文就FABP1的結構特性、生物學特性及其在肝臟疾病、腎臟疾病、惡性腫瘤和糖尿病中作用的研究進展作一綜述。

1 FABP1的結構特性

FABP1最早在肝臟中發(fā)現(xiàn)，隨后發(fā)現(xiàn)其在胃、小腸、胰腺及腎臟等組織細胞中均有表達，只是表達量有所不同[4]。FABP1在肝臟中表達豐富，約占人類肝胞質蛋白（700～1000 μmol/L）的7%～10%，在胃、腎臟、小腸及胰腺中也有少量表達。FABP1編碼基因定位于2號染色體上，共編碼127個氨基酸[5]。與其它脂肪酸結合蛋白（FABPs）家族成員一樣，F(xiàn)ABP1 N端也有典型的β折疊結構和2個短的α螺旋;與其它FABPs不同的是，F(xiàn)ABP1的結合腔更大，可以容納兩個親脂配體，具有廣泛的配體親和力、特異性和功能多樣性[6]。

2 FABP1的生物學特性

2.1配體結合特性? FABP1可以結合長鏈脂酰輔酶A、類固醇激素（睪酮、雌二醇）、脂肪醇（二十醇、松香油）、視黃酸及維生素等多種物質，參與調節(jié)代謝、免疫、炎癥、能量穩(wěn)態(tài)等一系列生理過程。FABP1也能結合并轉運脂肪酸到細胞內線粒體或過氧化物酶體等細胞器，通過β氧化代謝提供能量，這一過程在脂肪酸平衡中可能起到重要的作用。Galassi VV等[7]采用傅立葉變換紅外光譜的方法研究FABP1和脂質膜的相互作用，結果表明FABP1在與膜結合過程中，膜能夠誘導脂肪酸結合蛋白構象變化并降低β-鏈比例，增加α-螺旋二級結構，實現(xiàn)其轉運功能。此外，F(xiàn)ABP1能結合脂肪酸過氧化產物并將其排泄到尿中，不僅能減少脂肪酸過氧化產物，而且能抑制炎癥因子的產生，也可以減輕雙氧水、缺氧等導致的氧化應激損傷[8]。因此，F(xiàn)ABP1可能是一種具有抗氧化應激作用的內源性保護劑。

2.2參與脂穩(wěn)態(tài)調節(jié)功能? 過氧化物酶體增殖物激活受體（PPARα）是核激素受體，可調節(jié)肝細胞內的脂穩(wěn)態(tài)，是脂肪酸調節(jié)和調血脂類藥物（他汀和貝特類）的重要靶點。有研究報道[8]，F(xiàn)ABP1與PPARα結合，激活PPARα，啟動靶基因的轉錄，活化的PPARα也可正反饋調節(jié)FABP1，使FABP1表達量增加，且PPARα的激活和細胞內FABP1濃度呈正相關。因此，F(xiàn)ABP1可通過直接和間接作用參與脂肪酸代謝，實現(xiàn)脂穩(wěn)態(tài)調節(jié)功能。

2.3參與大麻素系統(tǒng)調節(jié)功能? 研究發(fā)現(xiàn)[9]，F(xiàn)ABP1參與了內源性大麻素系統(tǒng)的調節(jié)。X射線晶體學、分子建模和體外結合等方法證明FABP1在其配體結合腔中容納一個△9-四氫大麻酚分子。Elmes MW等[10]研究顯示，F(xiàn)ABP1敲除小鼠的原代肝細胞中△9-四氫大麻酚生物轉化減少。總之，以上研究表明FABP1是肝△9-四氫大麻酚轉運和失活的關鍵介質。

3 FABP1與疾病的關系

3.1肝臟疾病? 藥物性肝損傷（drug-induced liver injury，DILI）引起藥物不良反應和藥物停產或藥物撤市的主要原因[11，12]。Meunier L等[13]采用親和蛋白組學技術篩選藥物性肝損傷的生物標記候選物結果發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)ABP1水平升高較谷丙轉氨酶（alanine aminotransfease，ALT）更早，考慮原因主要是因FABP1分子量較小，更易從破損的肝細胞中逸出，且FABP1具有較好的組織分布特異性[14]，因此與ALT相比，F(xiàn)ABP1可能是藥物性肝損傷早期的生物標志物。

非酒精性脂肪性肝炎（nonalcoholic steatohepatitis，NASH）是一種無酒精過量攝入且無明確肝臟損傷因素而出現(xiàn)的肝臟內脂肪堆積的疾病，其病理特征表現(xiàn)為肝細胞脂肪變性及脂質沉積。Belcher JM等[15]對大鼠非酒精性脂肪肝病（non-alcoholic fatty liver disease，NAFLD）模型的肝組織進行組織病理學檢查，結果發(fā)現(xiàn)其改變主要為肝細胞脂肪變性、肝臟脂肪浸潤，且FABP1表達量明顯升高。Mukai T等[16]采用基因沉默技術下調小鼠肝臟FABP1表達的研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)ABP1的表達下調可減輕NAFLD小鼠模型的肝臟重量和肝甘油三酯（triglyceride，TG）的積累，降低肝臟炎癥和氧化應激標志物的表達以及脂質過氧化標志物硫代巴比妥酸反應性物質在肝臟中的含量。Pi H等[17]研究表明，長期運動可以改善NAFLD的脂質平衡，其具體機制與降低FABP1表達，調節(jié)溶酶體功能，增強自噬清除，從而改善肝臟脂質變性有關。因此，F(xiàn)ABP1在NASH的發(fā)展進程及脂質代謝紊亂中起著重要的作用;同時，也表明下調肝臟FABP1的表達可能是一種有效治療NAFLD的方法。但張英[18]在四氯化碳致大鼠肝纖維化模型中發(fā)現(xiàn)，肝纖維化模型中FABP1表達明顯減少，因此FABP1在肝臟疾病中的作用有待進一步研究。

3.2惡性腫瘤? FABP1在各種惡性腫瘤組織中均有較高的表達，如肝癌、胃癌、結腸瘤及肺癌等。由于惡性腫瘤組織需要大量營養(yǎng)，故需要大量脂肪酸轉運蛋白從外周血中轉運脂肪酸進入惡性腫瘤組織以供其生長發(fā)育，這種現(xiàn)象提示FABP1具有明確的脂肪酸轉運功能[19]，故切斷這一條腫瘤營養(yǎng)供應渠道，可能抑制腫瘤組織的生長，起到抗腫瘤作用。

FABP1在肝細胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）組織中高度表達，并且該表達與血管內皮生長因子（VEGF-A）的表達呈正相關。此外，在異種移植小鼠模型中FABP1顯著促進腫瘤生長和轉移，研究發(fā)現(xiàn)[20]，F(xiàn)ABP1與膜上的VEGFR2結合并隨后激活Akt/mTOR/P70S6K/4EBP1和Src/FAK/cdc42途徑，導致VEGF-A上調，伴隨著癌細胞血管的生成和遷移。因此，F(xiàn)ABP1可能是HCC化療的潛在靶標。在胰腺癌組織中，F(xiàn)ABP1同樣呈現(xiàn)明顯高表達，尤其是合并糖尿病的胰腺癌患者的腫瘤組織中，F(xiàn)ABP1表達量更高，這可能與FABP1參與胰島素抵抗的發(fā)生及可以促進脂肪酸轉運有關[21]。在胃腸道腫瘤的研究中發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)ABP1基因敲除鼠腸道內TG和膽固醇水平增加，腺瘤數(shù)量和總面積顯著減少，提示FABP1可能為腸道腫瘤的重要修飾因子，促進腫瘤增殖[22]。定量蛋白質組學分析表明，脂肪酸代謝所需的FABP1和脂肪酸合成酶的在胃組織的共表達可能是早期胃癌診斷的生物標志物[23]。在結直腸癌的研究中發(fā)現(xiàn)，結直腸癌患者腸道上皮FABP1表達量隨分化程度降低而有所下降，甚至有學者認為其可作為一項與結直腸癌分化程度相關的敏感性指標[24]。因此，臨床上可將FABP1作為一個免疫組化指標對惡性腫瘤組織與正常組織或良性組織進行鑒別，同時也可作為對惡性腫瘤組織分化程度判定的指標之一。

3.3腎臟疾病? 急性腎損傷（acute kidney injury，AKI）可導致腎代償功能的惡化，增加腎衰的發(fā)生。肌酸激酶是診斷AKI常用的參考指標，然而常因其非特異性和靈敏度低而受限[25]。有研究發(fā)現(xiàn)[25，26]，F(xiàn)ABP1是位于腎臟近曲小管上皮胞漿的小分子蛋白質，參與線粒體脂肪酸的轉運并保護細胞免收氧化應激性損傷。缺血和氧化應激性損傷均可導致FABP1水平升高，監(jiān)測FABP1水平可以預測各種腎臟疾病的發(fā)生和嚴重程度，因此FABP1蛋白可能是一種有前景的腎臟生物標志物。

尿中FABP1是一種新興的AKI生物標志物，已被發(fā)現(xiàn)對幾種急性腎病的早期檢測和預后有效[27]。在腎臟氧化應激損傷過程中，大量的活性氧致脂質過氧化產物增加，在尚未引起腎臟形態(tài)學明顯改變的前期下，尿中FABP1的分泌明顯增加，其和脂肪酸氧化產物具有高親和力，在其β-折疊結構的口袋中可結合過量的不飽和脂肪酸和脂質過氧化產物，并將這些物質轉移到管狀內腔中來阻斷該過程，由此防止腎損傷，并與細胞毒性脂質一起從近端小管排泄到尿中，是一種有效的內源性抗氧化劑[28]。研究發(fā)現(xiàn)[29]，腎囊腫患兒血清FABP1與舒張壓標準偏差評分呈顯著負相關，血清和尿液中高濃度的FABP1顯示腎囊腫患兒腎實質損傷。在腎臟移植中，F(xiàn)ABP1可作為一種與移植腎存活和功能恢復相關的指標，其表達量與功能恢復時間成正比[30]。在對肝移植患者血清FABP1的研究中同樣發(fā)現(xiàn)血清FABP1與排斥反應程度成正比[15]，這可能與移植后缺血再灌注對肝、腎等實質性的細胞損傷有關。因此，推測FABP1是腎臟缺血再灌注損傷的一種新型的生物標志物。

3.4糖尿病? 糖尿病是一種常見的內分泌功能紊亂性疾病，分為1型及2型，表現(xiàn)為血糖高、尿糖升高、口渴、消瘦等，多數(shù)患者伴有脂代謝紊亂。2型糖尿病主要是由于代謝紊亂等因素誘發(fā)，患者存在不同程度的胰島素抵抗。兒童1型糖尿病患者，其心血管并發(fā)癥和糖尿病腎病是平行發(fā)生的。Panduru NM[31]研究報道，兒童1型糖尿病患者尿中FABP1水平可預測早期腎臟損害的發(fā)生，進而可預測中風和早死的發(fā)生率。Suh JS等[32]研究發(fā)現(xiàn)，兒童1型糖尿病患者尿中FABP1水平在尿蛋白正常的腎損傷早期就已經出現(xiàn)升高，是糖尿病腎病發(fā)病早期的尿標志物。Yang X等[33]研究發(fā)現(xiàn)，2型糖尿病患者尿中FABP1水平也可預測糖尿病腎病發(fā)生和發(fā)展。因此，F(xiàn)ABP1水平可反映糖尿病腎病的病程進展，對糖尿病腎病的早期診斷和預后判斷意義重大。

4總結

FABP1是一種脂代謝調節(jié)相關蛋白，與臨床許多疾病，特別是脂代謝紊亂相關性疾病的發(fā)生密切相關，測定其在血清和尿液中的含量對臨床許多疾病的診斷和預后都有一定的預測價值。FABP1水平在腫瘤組織的表達情況可作為判斷腫瘤良惡性及腫瘤惡性程度的新型標志物，同時檢測尿中FABP1的含量可用于判斷糖尿病腎病或其他原因所致腎損傷發(fā)生和嚴重程度的指標。然而，F(xiàn)ABP1參與多種疾病發(fā)生發(fā)展的機制尚不清楚，有待進一步研究。開發(fā)可調節(jié)FABP1表達的藥物臨床應用前景比較廣闊，相信在未來通過對FABP1的進一步研究可以發(fā)現(xiàn)其更大的臨床應用價值。

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收稿日期：2019-12-26;修回日期：2020-02-01

編輯/杜帆